説明

電子部品封止用樹脂組成物およびそれを用いた電子部品装置

【課題】線膨張係数とガラス転移温度の両面から、樹脂封止した電子部品装置の反りを抑制するとともに、耐熱性にも優れた電子部品封止用樹脂組成物およびそれを用いた電子部品装置を提供する。
【解決手段】下記A〜C成分を含有する電子部品封止用樹脂組成物である。そして、上記電子部品封止用樹脂組成物を用いた電子部品装置である。
A:シアネートエステル樹脂
B:フェノール樹脂、メラミン化合物およびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種
C:無機質充填剤

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂封止した電子部品装置の反りを抑制するとともに、耐熱性にも優れた電子部品封止用樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、半導体素子、コンデンサ、トランジスタおよびセンサーデバイス等の電子部品を樹脂封止した電子部品装置は、薄型化および大型化が求められている。例えば、ボールグリッドアレイ(BGA)と呼ばれる片面封止構造の半導体装置の場合、基板上に実装した半導体素子の片面側だけを封止しているため、樹脂硬化物からなる封止樹脂と基板の収縮量の差から封止樹脂と基板の間で応力が発生し、この応力によりパッケージに反りが発生するという問題が生じる。この反りを抑制するために、樹脂硬化物のガラス転移温度を高くする(特許文献1)、樹脂硬化物の線膨張係数を小さくする(特許文献2)ことにより、封止樹脂と基板の収縮量の差を小さくすることが検討されている。
【特許文献1】特開平10−112515号公報
【特許文献2】特開2006−286829号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、近年の電子部品装置の薄型化、大型化においては、反りを十分に低減することは困難であった。
【0004】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、線膨張係数とガラス転移温度の両面から、樹脂封止した電子部品装置の反りを抑制するとともに、耐熱性にも優れた電子部品封止用樹脂組成物の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の問題を解決するために、本発明は、電子部品封止用樹脂組成物であって、下記A〜C成分を含有することを特徴としている。
A:シアネートエステル樹脂
B:フェノール樹脂、メラミン化合物およびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種
C:無機質充填剤
【発明の効果】
【0006】
本発明の電子部品封止用樹脂組成物は、成分としてシアネートエステル樹脂を含んでいるため、その硬化物の線膨張係数が小さくなり、かつガラス転移温度が高くなるので、電子部品装置の反りをより低減した樹脂封止が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。
【0008】
本発明は、電子部品封止用樹脂組成物であって、下記A〜C成分を含有する。
A:シアネートエステル樹脂
B:フェノール樹脂、メラミン化合物およびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種
C:無機質充填剤
A成分は、特に限定されるものではなく、市販されているものを用いることができる。例えば、フェノールノボラック型シアネートエステル、クレゾールノボラック型シアネートエステル等のノボラック骨格を有するシアネートエステル樹脂、ビス(3,5−ジメチル−4−シアネートフェニル)メタン、ビス(4−シアネートフェニル)メタン、ビス(3−メチル−4−シアネートフェニル)メタン、ビス(3−エチル−4−シアネートフェニル)メタン、ビス(4−シアネートフェニル)−1,1−エタン、ビス(4−シアネートフェニル)−2,2−プロパン、ジ(4−シアネートフェニル)エーテル、ジ(4−シアネートフェニル)チオエーテル、4,4’−{1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)}ビフェニルシアネート、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン等の2価シアネートエステル樹脂、トリス(4−シアネートフェニル)−1,1,1−エタン、ビス(3,5−ジメチル−4−シアネートフェニル)−4−シアネートフェニル−1,1,1−エタン等の3価シアネートエステル樹脂およびこれらの部分3量化化合物である多価シアネートエステルオリゴマー樹脂等の液状から固形状までの各種シアネートエステル樹脂があげられる。これらシアネートエステル樹脂は単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。樹脂組成物の硬化物(以下、単に硬化物という)のガラス転移温度を高くする観点から、式(1)で表されるシアネートエステル樹脂が好ましく、中でも樹脂組成物の製造性の観点から、軟化点もしくは融点が50〜120℃のものがより好ましい。
【0009】
【化2】

【0010】
A成分の含有量は、硬化物の線膨張係数を小さくする観点から、樹脂組成物全体に対して8〜30重量%が好ましく、12〜18重量%がより好ましい。
【0011】
B成分は、フェノール樹脂、メラミン化合物およびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種である。
【0012】
フェノール樹脂、メラミン化合物およびエポキシ樹脂は特に限定されるものではなく、例えば、下記に具体的に示す成分を単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、ナフタレン型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、レゾール樹脂等が挙げられる。メラミン化合物としては、例えば、アルキロール基を有するアルキロールメラミン、イミノ基を有するイミノメラミン等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。硬化物のガラス転移温度を高くする観点から、フェノール樹脂またはメラミン化合物を用いることが好ましく、中でもフェノール樹脂としてフェノールノボラック樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂またはナフタレン型フェノール樹脂、メラミン化合物としてアルキロールメラミンを用いることがより好ましい。
【0013】
B成分の含有量は、樹脂組成物の成形性の観点から、A成分100重量部に対して2〜20重量部が好ましく、4〜15重量部がより好ましい。B成分の含有量を調整することにより、樹脂組成物のゲル化時間を変化させて成形性を高めることができる。
【0014】
C成分は、特に限定されるものではなく、従来公知の各種充填剤を用いることができる。例えば、石英ガラス、タルク、シリカ(溶融シリカや結晶性シリカ等)、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素等の粉末が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。中でも、硬化物の線膨張係数を小さくする観点から、シリカ粉末を用いることが好ましく、シリカ粉末の中でも溶融シリカ粉末を用いることがより好ましい。溶融シリカ粉末としては、球状溶融シリカ粉末、破砕溶融シリカ粉末が挙げられるが、樹脂組成物の流動性という観点から、球状溶融シリカ粉末を用いることが特に好ましい。中でも、平均粒径が0.1〜30μmの範囲のものを用いることが好ましく、0.3〜15μmの範囲のものを用いることが特に好ましい。なお、平均粒径は、例えば、母集団から任意に抽出される試料を用い、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することにより導き出すことができる。
【0015】
C成分の含有量は、硬化物の線膨張係数を小さくする観点から、樹脂組成物全体の70〜92重量%が好ましく、80〜90重量%がより好ましい。
【0016】
なお、本発明の電子部品封止用樹脂組成物には、前記A〜C成分以外にも必要に応じて、硬化促進剤、難燃剤、カーボンブラックをはじめとする顔料等、他の添加剤を適宜配合することができる。
【0017】
本発明の電子部品封止用樹脂組成物は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、前記A〜C成分および必要に応じて他の添加剤を常法に準じて適宜配合し、ミキシングロール機等の混練機を用いて加熱状態で溶融混練した後、これを室温下で冷却固化させる。その後、公知の手段により粉砕し、必要に応じて打錠するという一連の工程により目的とする電子部品封止用樹脂組成物を製造することができる。
【0018】
なお、本発明の電子部品封止用樹脂組成物は、上述のように打錠したものを用いてもよいし、打錠せずに粉末状のまま用いても、シート状に形成したものを用いてもよい。
【0019】
このようにして得られた電子部品封止用樹脂組成物を用いた電子部品の封止は、特に限定するものではなく、通常のトランスファー成形(トランスファーアンダーフィルを含む)、圧縮成形方法およびシート封止方法等の公知のモールド方法により行うことができる。
【実施例】
【0020】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【0021】
まず、下記に示す各成分を準備した。
〔シアネートエステル樹脂a〕
前記式(1)のnが2〜10、R1が−CH2−およびR2が−Hで表されるシアネートエステル樹脂(ロンザ社製、PT−60。軟化点60℃)
〔シアネートエステル樹脂b〕
前記式(1)のnが0、R1が−C(CH32−およびR2が−Hで表されるシアネートエステル樹脂(ロンザ社製、BA−3000。室温で液状)
〔フェノール樹脂a〕
フェノールノボラック樹脂(群栄化学工業社製、GS−180。水酸基当量105、軟化点83℃)
〔フェノール樹脂b〕
フェノールアラルキル樹脂(明和化成社製、MEH−7851−SS。水酸基当量203、軟化点67℃)
〔フェノール樹脂c〕
トリフェニルメタン型フェノール樹脂(明和化成社製、MEH−7500。水酸基当量97、軟化点111℃)
〔メラミン化合物〕
ジメチロールメラミン(日本カーバイド社製、S−176)
〔エポキシ樹脂a〕
ビフェニル型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製、YX−4000H。エポキシ当量195、融点106℃)
〔エポキシ樹脂b〕
トリフェニルメタン型エポキシ樹脂(日本化薬社製、EPPN−501HY。エポキシ当量169、融点60℃)
〔無機質充填剤〕
溶融球状シリカ粉末(平均粒径31μm)(電気化学工業製、FB−700)
〔離型剤〕
酸化ポリエチレンワックス(酸価17)(ヘキスト社製、PED521)
〔シランカップリング剤〕
3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−803)
〔硬化促進剤〕
2−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2MZ)
〔実施例1〜4、比較例1および2〕
後記の表1および表2に示す各成分を、同表に示す割合で配合し、ロール混練機を用いて100℃、3分間溶融混練した。ついで、この溶融物を冷却した後粉砕することにより樹脂組成物を作製した。
〔線膨張係数、ガラス転移温度〕
得られた樹脂組成物を用いて、トランスファー成型(175℃×3分間)により硬化物(長さ20mm、幅3mm、厚み3mm)を作製し、得られた硬化物を後硬化(175℃×5時間の後に、200℃×4時間、最後に250℃×4時間)することによりテストピースを作製した。これをリガク社製のTMA装置(型番MG800GM)を用いて昇温速度5℃/分で測定し、線膨張係数およびガラス転移温度を求めた。表1および表2に結果を示す。
【0022】
【表1】

【0023】
【表2】

【0024】
一般的な基板であるセラミック基板の線膨張係数は7ppmである。したがって、本発明の電子部品封止用樹脂組成物は、硬化物の線膨張係数を基板の線膨張係数に近づけることができ、かつガラス転移温度が高いため、樹脂封止した電子部品装置の反りをより抑制することができる。また、ガラス転移温度が高いため、耐熱性も良好である。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記A〜C成分を含有することを特徴とする、電子部品封止用樹脂組成物。
A:シアネートエステル樹脂
B:フェノール樹脂、メラミン化合物およびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種
C:無機質充填剤
【請求項2】
B成分が、フェノール樹脂および/またはメラミン化合物であることを特徴とする、請求項1に記載の電子部品封止用樹脂組成物。
【請求項3】
A成分が、式(1)で表されるシアネートエステル樹脂であることを特徴とする、請求項1または2に記載の電子部品封止用樹脂組成物。
【化1】

【請求項4】
B成分の含有量が、A成分100重量部に対して2〜20重量部であることを特徴とする、請求項1〜3に記載の電子部品封止用樹脂組成物。
【請求項5】
請求項1〜4に記載の電子部品封止用樹脂組成物を用いて電子部品を封止してなる電子部品装置。


【公開番号】特開2011−184650(P2011−184650A)
【公開日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−54135(P2010−54135)
【出願日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【出願人】(000003964)日東電工株式会社 (5,557)
【Fターム(参考)】